denĠzlĠ bÖlgesĠnde bulunan Çok sĠstemlĠ...

TESKON 2015 / BĠLĠMSEL / TEKNOLOJĠK ÇALIġMALAR

MMO bu yayındaki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan sonuçlardan, teknik bilgi ve basım hatalarından sorumlu değildir.

DENĠZLĠ BÖLGESĠNDE BULUNAN ÇOK SĠSTEMLĠ OTEL PROJESĠNĠN SĠSTEM SEÇĠMĠ

VELĠ DOĞAN CEMRE DOĞAN ĠLHAN VEMEKS MÜHENDĠSLĠK

MAKĠNA MÜHENDĠSLERĠ ODASI

BĠLDĠRĠ

Bu bir MMO yayınıdır

____________________ 2859 _______

12. ULUSAL TESĠSAT MÜHENDĠSLĠĞĠ KONGRESĠ – 8-11 NĠSAN 2015/ĠZMĠR

Bilimsel/Teknolojik Araştırma Oturumu Bildirisi

DENĠZLĠ BÖLGESĠNDE BULUNAN ÇOK SĠSTEMLĠ OTEL PROJESĠNĠN SĠSTEM SEÇĠMĠ

Veli DOĞAN Cemre DOĞAN ĠLHAN ÖZET Bir yapının iklimlendirilmesi için ilk olarak karar verilmesi gereken nokta sistem seçimidir. Sistem seçimi çok derin bilgi ve detaylı çalıĢma ister. Yapının özelliği, sistem seçiminde en önemli parametredir. Sistem seçimini etkileyen diğer bir önemli parametre ise, yapı için temin edilebilecek enerji kaynakları ve alternatif enerji kaynaklarıdır. Yapı sahiplerinin istekleri ve iĢletmecinin bazı tercihleri de bazen sistem seçimini etkileyecek boyutta olabilmektedir. Bu yazıda Denizli yöresinde bulunan ve jeotermal sıcak su ile beslenmesi düĢünülen otel için sistem seçimi irdelenmiĢtir. Anahtar Kelimeler: Enerji kazanım, Termal Otel, Sistem Seçimi ABSTRACT The first step to air conditioning design of a building is the decision on the type of air conditioning system. System selection requires deep engineering knowledge, through understanding of the functionality of the building and a detailed study. Most important parameter affecting the system selection is the availability and potential usage of both conventional energy sources and the alternative energy sources for the specific site. Client`s requests and the preferences of the Operating Company might also play an important role on the system selection decision. In this regard, this paper investigates the air conditioning system selection of a Hotel in Denizli city in Turkey, with available geothermal hot water source. Key Words: Energy saving, Thermal Otel, Selection of system 1. GĠRĠġ Alternatif enerjilerin ne kadar önemli olduğu günümüzde herkes tarafından anlaĢılmıĢ durumdadır. Kullanım kolaylığına ve maliyetine göre, Mekanik sistemlerde farklı alternatif enerji kaynakları tercih edilmektedir. Yazımızda Denizli bölgesinde iĢletmeye alınmıĢ bir tesisin, kullanmıĢ olduğu farklı alternatif enerji kaynaklarından ve bu kaynakların tesiste hangi sıra ile kullanılarak, nasıl bir fayda sağladığı ve sistem seçiminin nasıl yapıldığı aktarılacaktır. Yapıda kullanılan güneĢ enerjisi, termal su ısısı ve VRF sistemlerinin ısı geri kazanımı değerlendirilecektir. Peki, bahsi geçen alternatif enerjilerin cevap vermediği durumlar oluĢacak mıdır? OluĢuyorsa bu durumlarda tesiste kullanılan diğer enerji türleri nelerdir?

____________________ 2860 _______



2. PROJELENDĠRME ESASLARI

1. Tesisin Özelliği ve enerji profili. 2. Tesiste kullanılabilecek enerji kaynakları. 3. Tesiste kullanılabilecek alternatif enerji kaynakları. 4. ĠĢletmecinin istekleri.

2.1. Tesisin Özelliği 2.1.1. Tesisin Hizmet Amacı Tesisin türü, sistem seçimini etkileyen en önemli faktörlerden birisidir. Söz konusu yapı, konut, hastane, otel, okul, ofis, spor kompleksi veya baĢka amaçlı bir yapı olabilir. Örneğin bu yapı bir hastane ise, özel klima sistemleri kullanmak zorunlu iken; bir konut, veya birçok farklı kiĢinin kullandığı bir ofis söz konusu ise enerji paylaĢımının nasıl yapılacağı düĢünülmelidir. Yazımızda Denizli yöresinde bulunan bir otelin mekanik sistem seçimi irdelenecektir. Tesis otel olduğu için gün boyunca değiĢen bir enerji profili olacaktır. Enerji gereksinimi otelin doluluk oranına bağlı olarak da değiĢim gösterecektir. 2.1.2. Tesisin Özel ve Genel Yapısı Tesis 120 Odaya sahip beĢ yıldız statüsünde yaz kıĢ aynı sıcaklıkta Ģifalı termal suya sahip olan, 693 metrekarelik bir alana sahip, PHYSIOTHERAPY & HEALTH ve SPA merkezli, toplam 4 toplantı salonu, eğlence ve sosyal alanlarıyla UNESCO tarafından Dünya Miras Listesinde yer alan Pamukkale’ye 3 km uzaklıktadır. [1]

ġekil 1. Termal otelin genel bir görünüĢü [1]. Söz konusu tesis termal bir otel olduğu için otelin kıĢ aylarında doluluk oranı daha yüksektir; bu veri, sistem seçiminde önemli bir parametredir. Doğal olarak bu tür tesislerin yaz aylarında doluluk oranı oldukça düĢüktür. KıĢ aylarında enerji tüketimi yaz ayları gibi gün içerisinde farklılık göstermeyecektir. Farklılıklar gece ile gündüz arasındaki sıcaklık farkına ve dıĢ hava sıcaklığına bağlı olarak oluĢacaktır. 2.2. Tesiste Kullanılabilecek Enerji Kaynakları

1. Tesisin bulunduğu bölgede doğalgaz mevcut olmakla birlikte henüz otelin yakın çevresinde doğalgaz altyapısı tamamlanmamıĢtır. Bir-iki yıl içerisinde doğalgaz altyapısının tamamlanacağı bildirilmiĢtir. Bu nedenle projelendirilme aĢamasında sıvılaĢtırılmıĢ doğalgaz seçenek olabilir. Doğalgaz yakıtlı kazanlarla tesisin ısı gereksinimini karĢılamak mümkündür.

____________________ 2861 _______



2. Elektrik temininde bir sorun yoktur. Elektrik enerjisi soğutmada doğrudan enerji kaynağı olarak kullanılabilir.

2.3. Tesiste Kullanılabilecek Alternatif Enerji Kaynakları Tesisin bulunduğu bölgede faydalanabilecek alternatif enerji kaynakları analiz edilmelidir. Tesisimiz bulunduğu yer ve konum itibari ile birden fazla alternatif enerji kaynağından faydalanılabileceği, projelendirmenin ilk aĢamasında saptanmıĢtır.

ġekil 2. Alternatif enerji kaynakları [2].

1. Otelin termal bir tesis olarak inĢa edilmesinin sebebi bölgede jeotermal kaynakların bulunmasıdır. Bu kaynak sularının sıcaklığı maksimum 52

oC olarak bildirilmektedir. Bu

sıcaklıktaki suyun devamlılığı garanti edilmemekle birlikte ciddi bir enerji kaynağı olarak dikkate alınacaktır. KıĢ aylarında termal atık ısıdan “ısı pompası” vasıtasıyla yapıya ısı pompalanabileceği dikkate alınabilir.

ġekil 3. Jeotermal enerji bulunan bir saha [3].

____________________ 2862 _______



2. Denizli yöresinde güneĢ enerjisi, yaz aylarında gerekli olan “sıcak kullanım suyunu” ısıtmaya yetecek durumdadır. Ayrıca kıĢ aylarında da güneĢten ciddi bir ısı aktarımı söz konusudur.

ġekil 4. GüneĢ enerjisi sistem Ģeması [4].

ĠĢletmeyi yapacak olan kiĢiler, mümkün olduğunca iĢletmesi basit, kolay ve az enerji tüketen sistemler isterler. Ancak bu istek kolay karĢılanmaz, alternatif enerji kaynaklarının kullanımı ve bu kaynakların zaman zaman devreden çıkma ihtimalleri veya çıkma zorunluluğu sistem kurulumunu zorlaĢtırmakta ve karmaĢık duruma getirmektedir. Örneğin ĠĢletmeci tarafından termal suyun sürekli sağlanamadığı ve üç gün kesilebileceği bildirilmektedir. Veya güneĢin kıĢ ayları ve mevsim geçiĢlerinde performansı bilinemez. Günlerce bulutlu bir hava olduğunda, sadece güneĢe dayalı bir “sıcak kullanım suyu sistemi” tesise sıcak su sağlayamayacaktır. 2.4. ĠĢletmecinin Ġsteği Çoğu iĢletmeci geçmiĢteki tecrübelerine istinaden daha önce kullanmıĢ oldukları bir sistemde ısrar edebilirler. Genellikle yapı sahipleri kendi iĢletme bünyelerinde bulunan teknik elemanların bu yöndeki görüĢlerini dikkate alırlar. Bu projemizde iĢletmenin bizden isteği olabildiğince alternatif enerji kaynaklarına yönelmemiz doğrultusundadır. 3. ISITMA VE SOĞUTMA SĠSTEMĠ SEÇĠMĠ Yönetmeliklere göre 2.000 m2

den büyük yapılarda merkezi ısıtma zorunluluğu olması, sistem

seçiminde önemli bir kriterdir. Fakat mekanik tesisat projeleri Ģekillenirken, ısıtmadan çok soğutma sistemleri tartıĢma konusudur. Merkezi soğutma sistemi olarak kabul edilen VRF sistemleri, klasik merkezi soğutma (chiller) sistemlerine ciddi bir alternatif olmuĢtur (ġekil 5.). Bu nedenle bu iki sistemden hangisinin bu tesise uygun olduğu bu baĢlıkta tartıĢılacaktır.

Hava Tüpü

Gidiş Hattı

DönüşHattı

KontrolPanosu

Sirkülasyon

Pompası (P1)Genleşme

Kabıİzolasyon

Eşanjör

Emniyet

Ventili

Depolama

Tankı

Çekvalf

Vana

Sıcak

Kullanım

Suyu Hattı

Soğuk

Kullanım

Suyu HattıDrenaj

Hava Tahliye Pürjörü

Sirkülasyon

Pompası (P2)

Çekvalf

Emniyet

Ventili

Genleşme

Kabı

____________________ 2863 _______



ġekil 5. Basitçe Soğutma Grubu ve VRF sistemleri 3.1. Fan-Coil Sistemi Fan-coillerde akıĢkan olarak doğrudan su kullanılmaktadır. Prensip olarak; cihazlara gönderilen akıĢkan sıcak olduğu zaman ısıtma yapan, soğuk olduğu zaman soğutma yapan cihazlardır. Üflemeyi ise içinde bulunan fan yardımı ile yapar. Pompa sistemi vasıtası ile gönderilen akıĢkan serpantinlerden geçerken serpantinin arka tarafında bulunan fan üfleme yapar. Böylece odanın havası istenilen konfor Ģartına getirilmiĢ olur. Genellikle piyasada bulunan Fancoil'ler iki tiptedir; klasik yani iki borulu veya dört borulu. [7] 3.1.1. Fan-Coil Sistemi Tesisimiz için uygun mudur? Fan-coil sistemini bu tesis için değerlendirirken, Ġlk akla gelen soru, klasik fan-coil sisteminin uygun olup olmadığıdır. Acaba iki borulu (ġekil 6.) sistem yeterli midir? Veya dört borulu sistem (ġekil 7.) bu tesis için zorunlu olabilir mi? Bilindiği gibi dört borulu sistem bir mahalde soğutma, baĢka bir mahalde de aynı anda ısıtma gereksinimi olan tesisler için zorunludur. Bu sistem genellikle müĢteri kitlesi çok değiĢken olan Ģehir otellerinde ciddi bir ihtiyaçtır. Ġki borulu sistem, Akdeniz sahillerinde çok yaygındır. Bu bölgede oteller ağırlıkla yaz sezonu açık olduğu için iki borulu sistemi tercih eden iĢletme sahipleri daha fazladır. Dört borulu fan-coil sisteminin yatırımı pahalı ve uygulaması daha zor olduğu için pek tercih edilmez. Peki, tasarımını yaptığımız tesis için fan-coil sistemi iki borulu mu? Dört borulu mu olmalıdır?

ġekil 6. Basitçe Soğutma Grubu ve VRF sistemleri

http://prensip.nedir.com/

____________________ 2864 _______



ġekil 7. Dört borulu sistem çalıĢma prensibi

Tesisimiz termal bir otel olmasının yanı sıra, fizik tedavi alanında hizmet veren bir sağlık otelidir. Bölgede mevsim geçiĢleri (eylül-ekim-nisan-mayıs) çok uzun olmasına rağmen, Denizli yöresindeki termal oteller için ısıtma enerjisini sağlamanın sorun olmadığı, soğutmanın da sadece mayıs ve eylül aylarında gündüzleri birkaç saatle sınırlı olduğu görülmüĢtür. Bu durumda dört borulu sistem aĢırı pahalı ve lüks olacaktır. Ġki borulu sistem daha uygun görülmektedir. Fakat mevsim geçiĢlerinde mal sahiplerinin arzu ettiği, aynı anda soğutma ve ısıtma ihtiyacı karĢılanmamıĢtır. Diğer bir sıkıntı ise yazın çok sıcak olan bu bölgede müĢteri sayısı da oldukça azdır. Tesis dolu olmamasına rağmen yaz mevsiminde soğutma grubunu ve pompalarını çalıĢtırma zorunluluğu doğacaktır. Birkaç oda dolu olsa bile sistem mecburen devrede tutulacaktır. Bu noktada VRF sistemini düĢünmeye baĢlamak gerekir; VRF sisteminde sadece kullanılan odalarda bulunan iç üniteler ve bu cihazlara bağlı dıĢ üniteler kısmı olarak çalıĢacağı için enerji tüketimi, soğutma grubu ile soğutma yapmaya kıyasla oldukça az olacaktır. VRF sistemini de inceleyerek analizimize devam edelim. 3.2. VRF Sistemi VRF, DeğiĢken Soğutucu AkıĢkan Debisi demektir. VRF Klima Sistemi; bir dıĢ ünite ile birden çok iç ünitenin kontrol edilebildiği sistemlerdir. Gerektiği kadar soğutucu akıĢkanı doğru zamanda ihtiyaç duyulan iç üniteye sevk ederek ısıtma ve/veya soğutmada kullanılması sağlanır. Soğutucu akıĢkan inverter kontrollü bir kompresör veya kompresörlerle Ģartlandırılarak, konfor Ģartlarına ulaĢmasını istediğimiz mahalde bulunan iç üniteye gönderilir. [5] ĠĢletme ve montaj kolaylığı ve sezon sonunda daha az enerji harcamasıyla, 120 odası olan bu otelde VRF sistemi Ģu anki değerlendirmelerimizle daha uygun görülmektedir. VRF sistemleri ısı gerikazanımlı veya ısı pompası olmak üzere iki Ģekilde tasarlanabilir. VRF sistemi ile birlikte akla gelen diğer sorular ve sistemde karar verilmesi gereken noktalar sıralanmıĢtır. Tesisimiz için VRF sistemini incelemeye devam edelim.

1. VRF sistemi hava soğutmalı mı olsun su soğutmalı mı? 2. VRF sistemi kıĢın ısıtma yapacağı için soğutmayla birlikte değerlendirildiğinde tek baĢına

ısıtmaya yeterli olabilecek mi? 3. Mevsim geçiĢlerinde aynı anda farklı mahallerde soğutma veya ısıtma yapabilecek mi?

____________________ 2865 _______



4. Alternatif sistemlere göre maliyet durumu? 5. Alternatif enerji kaynaklarına uyumu?

3.2.1. Hava soğutmalı VRF sistemi tesis için uygun mudur? 3.2.1.1 Hava soğutmalı VRF sistemi kıĢ ve yaz mevsimleri çalıĢma durumu Hava soğutmalı sistemin seçilmesi durumunda, bahsi geçen bölgede minimum kıĢ dıĢ hava sıcaklığı sıfırın altında 10

oC civarında olduğu için (dıĢ hava sıcaklığı -15

oC’nin altına düĢmemektedir.) kıĢ

sezonunda sorun görünmüyor. Yaz aylarında ise hava sıcaklığı 350C civarında olması nedeniyle hava

soğutmalı VRF sisteminin çalıĢma verimleri de bu sıcaklık değerlerinde 4 civarında olduğundan, yaz ayları içinde herhangi bir olumsuz durum görünmüyor. Tesis termal sıcak suyu, otel iĢletmesine ait olan ve baĢka bir mülk sahibinden kiralanan iki termal su kuyusundan sağlamaktadır. Aksi bir durumda termal sıcak su kaynağının kıĢ aylarında uzun süre kesilmesi söz konusu olacaksa; bu kesinti durumunda, su soğutmalı VRF veya termal su kaynaklı fan-coil sistemi ile yapılacak ısıtma, anlamını yitirecektir. Dolayısıyla hava soğutmalı VRF sistemi öne çıkmaktadır.

ġekil 8. Hava soğutmalı VRF sistemi yaz ve kıĢ çalıĢması [6] 3.2.1.2 Hava soğutmalı VRF sistemi mevsim geçiĢleri çalıĢma durumu Sadece ısı pompası Ģeklinde çalıĢan VRF sistemi kurulur ise aynı dıĢ üniteye bağlı mekanlarda aynı zaman diliminde, sadece soğutma veya sadece ısıtma yapılır. Isı gerikazanımlı yani üç borulu (ġekil 9.) sistem kurulması durumunda bu sorun ortadan kalkmaktadır. Böylelikle özellikle mevsim geçiĢlerinde ortaya çıkan, farklı mahallerde aynı anda ısıtma veya soğutma talebi karĢılanmaktadır. Isı gerikazanımlı bir sistem kurulması durumunda binadan çekilen enerjinin sıcak su hazırlamada da kullanılması söz konusu olacaktır.

ġekil 9. Hava soğutmalı VRF sistemi mevsim geçiĢleri çalıĢması [6]

____________________ 2866 _______



3.2.2. Su soğutmalı VRF sistemi tesis için uygun mudur? Atık ısılardan veya göl, ırmak, toprak, deniz gibi kaynaklardan ısı pompalayabilen sistemler su soğutmalı olarak adlandırılmaktadır. Kurulması durumunda su soğutmalı VRF sistemi tesisimiz için uygun olabilir mi? 3.2.2.1. Su soğutmalı VRF sistemi kıĢ ve yaz mevsimleri çalıĢma durumu Sulu VRF sistemi tercih edilmesi durumunda, yaz aylarında soğutma yapabilmek için bir adet kapalı kuleye ihtiyaç vardır. Binadan çekilen ısı, kule vasıtası ile atmosfere atılacaktır. Yaz aylarında VRF sistemi daha yüksek verimle (yaklaĢık 5,5) çalıĢacaktır. (ġekil 11. ġekil 12.) KıĢın ise termal ısıdan, atık sulardan, doğal gaz yakan bir kazandan ısı pompalayarak çalıĢmasını sürdürecektir. (ġekil 10.)

ġekil 10. Su soğutmalı VRF sistemi çalıĢma Ģeması [4]

ġekil 11. Su soğutmalı VRF sistemi yaz çalıĢması [4]

A

____________________ 2867 _______



ġekil 12. Su soğutmalı VRF sistemi kıĢ çalıĢması [4] 3.2.2.2. Su soğutmalı VRF sistemi mevsim geçiĢleri çalıĢma durumu Su soğutmalı VRF sistemlerinde de hava soğutmalı sistemlerde olduğu gibi, sistem ısı geri-kazanımlı olarak uygulanırsa, yani aynı anda farklı mahallerde soğutma ve ısıtma yapmak mümkün olursa, su soğutmalı VRF sistemi de hava soğutmalı da olduğu gibi talepleri karĢılayacaktır. Yaz, kıĢ ve mevsim geçiĢi çalıĢmaları değerlendirildiğinde, Termal sıcak su kaynağımızın da varlığıyla birlikte su soğutmalı VRF sistemi kullanılmalı mı? Su soğutmalı sistem, yaz aylarında az enerji tüketimi ve kıĢ aylarındaki termal sıcak su kullanımı da düĢünüldüğünde bu tesiste doğru bir seçim gibi görünüyor; ancak kıĢ aylarındaki VRF çalıĢma Ģartlarına ayrıntılı bir Ģekilde bakmak zorundayız. KıĢ aylarında tesisimizin doluluk oranı yüksektir ve bölgenin kıĢ aylarındaki ısıtma enerjisi gideri yaz ayları ile kıyaslanmayacak kadar fazladır. Yazın otelin % 50 dolulukta olduğu da dikkate alınırsa bu otelde tüm sistemler özellikle kıĢ ayları (ısıtma) dikkate alınarak tasarlanmalıdır. Su soğutmalı VRF sistemi, kıĢ aylarında termal sudan veya atık termal sulardan ısı pompalayarak tesisi ısıtacaktır. Yani tesiste kıĢın ısıtma için yakıt gideri olmayacaktır. Eğer bu atık ısı veya termal kaynakta bir problem olursa doğal gaz yakıtlı kazandan veya kazanlardan ısı alarak tesis ısıtılmaya devam edecektir. Böylelikle, herhangi bir arıza durumunda tesisin devamlılığı garanti altına alınacaktır. Termal ısı bedelinin, çok düĢük veya bedelsiz olacağı söylendiğinden, tüm bu faktörler su soğutmalı VRF sistemi seçimini doğru bir seçim yapmaktadır. ġu an için su soğutmalı VRF sistemi seçilmiĢ olsa, yazın yüksek verimli (COP yaklaĢık 5,5) bir soğutma yapan ve kıĢ aylarında da termal ısıdan ısı çeken, ısı pompası gibi çalıĢan bir VRF sistemi her bakımdan kullanıĢlı ve ekonomik bir seçim olarak durmaktadır. 4. TESĠS ĠÇĠN SEÇĠLEN SĠSTEMĠN ĠRDELENMESĠ GelmiĢ olduğumuz bu noktada Sulu VRF sistemini seçmek son kararımız mıdır? Sulu VRF sistemi kullanılmıĢ olsaydı termal sudaki ısı, VRF sistemi tarafından yapıya aktarılacaktı; ancak bu durumda tüm kompresörler enerji harcayacaktı. Enerji tüketimi cihazın COP sine bağlı olarak her 4 kW ısı için yaklaĢık 1 kW civarında olacaktı. Tesisin toplam ısı gereksinimi, kullanım faktörleri dikkate alınarak hesaplandığında 600 kW olarak bulunmuĢtur. Bu hesaplara göre tesis tam kapasiteli bir çalıĢma zamanında (sistem veriminin 4 olduğu düĢünülürse) kompresörlerde saatte 150 kW elektrik harcayacaktır.

____________________ 2868 _______



Oysaki termal kaynaktan 52oC su sağlandığı biliniyor. Fan Coil sistemini seçmiĢ olsaydık bu durumda

sıcak su pompaları ile klima santrallerine ve Fan-coil’lere doğrudan sıcak su iletilecek; cihazlar sadece fanlarını çalıĢtırarak ısıtma yapacaktı. Bu durumda hem çok kıymetli olan VRF sistemi yıpranmayacak hem de kompresörlerde fazladan elektrik harcanmayacaktı. Fan-Coil’ler ve klima santralleri için 45

oC de sıcak su ısıtma için yeterlidir, bu cihazların seçimi, bu

sıcaklık değerleri dikkate alınarak yapılacak olursa ısıtma sisteminde herhangi bir sorunla karĢılaĢılmayacaktır. Yani su soğutmalı VRF sistemi alternatif olmaktan çıkmıĢtır. Maalesef 92

oC sıcak termal su sağlanan Afyon termal otellerinde sulu VRF uygulaması yaygındır.

Saygın bir yatırımcının düĢtüğü bu hata diğer yatırımcılar tarafından sorgulanmadan devam ettirilmektedir. Bu tesisler 40

oC’nin altında termal su temini söz konusu olsa idi sulu VRF çok uygun

olabilirdi. Örneğin EskiĢehir Bademlikte inĢa edilmiĢ bir otelde termal su sıcaklığı 32 oC’yi geçmediği

için tüm tesiste Sulu VRF sistemi kurulmuĢtur. Fan-Coil sistemi, 50

oC’nin üzerinde ki termal sıcak suyun bulunduğu tesislerde daha uygun yatırım ve

iĢletme gideri sağlayacaktır. Bu durumda iki borulu Fan-coil sistemi VRF sistemine alternatif olmaktadır. Dört borulu Fan-coil sistemi ise, ısı geri kazanımlı bir VRF sistemi ile kurulmuĢ bir sisteme alternatif olacaktır. Ġncelediğimiz tesisimizde termal suyun sıcaklığı 52

oC olduğu için bu sıcaklık tesisin ısı gereksinimini

karĢılamaya yeterli olacaktır. Termal ısıyı, ısı pompası kullanmadan tesise Fan-coil sistemi ile doğrudan aktarabiliriz. Bu durumda Fancoil sistemi bizim tesisimiz için öne çıkmaktadır. Geldiğimiz bu noktada Fan-coil sistemini yaz ve kıĢ ve mevsim geçiĢleri çalıĢması için son bir kez irdeleyelim ve Fan coil sisteminin türünü belirleyelim. 4.1. Ġki borulu Fan Coil sisteminin yaz ve kıĢ dönemleri ve mevsim geçiĢleri çalıĢma durumu Tesisimizde yaz aylarında soğutma ihtiyacını karĢılamak için üç adet 250 kW’lık hava soğutmalı gruplar kullanılabilir. Bu gruplarda üretilen soğuk su ile (7

0-10

0C) Fan-coil ve klima santralleri

beslenebilir. KıĢın ise öncelikle termal enerjiden 550 kW’lık plakalı eĢanjör ile kapalı devreye ısı aktarılabilir. Termal suyun garanti edilememesi nedeni ile yaz aylarında tesiste kurulması planlanan güneĢ enerjisi sistemine takviye olması için termal atık sulardan (sudan-suya) ısı pompası sistemi düĢünülebilir. Isı pompası soğuk mevsimde termal su kaynağının kapanması durumunda yetersiz kalacaktır; bu nedenle yapının tüm ihtiyacını karĢılayacak “doğal gaz kazanı” sisteme eklenecek bu sayede tüm sistem yedeklenmiĢ olacaktır. Mevsim geçiĢlerinde ise iki borulu sistem, maalesef yetersiz kalacaktır. Mayıs ve eylül aylarında bazı müĢterilerin ısıtma, bazılarının da soğutma gereksinimi olacaktır. Diğer geçiĢ ayı olan nisan ve ekim aylarında bu sorun kısmen azalacaktır. Fakat ortadan kalkmayacaktır. Bu noktada iĢletmeye dört borulu Fancoil sistemi önerilebilir. 4.2. Dört borulu Fan Coil sisteminin yaz ve kıĢ dönemleri ve mevsim geçiĢleri çalıĢma durumu ĠĢletme yetkilileri daha öncede aktardığımız gibi, mevsim geçiĢi olan mayıs ve eylül aylarının da otelin doluluk oranının çok yoğun olmadığını bildirmiĢlerdir. Sadece geçiĢ mevsiminde meydana gelen bu sorunu çözmek için, dört borulu sistem kurmak ekonomik görünmüyor. Bu durumda hem kıĢın tesisin ısı gereksinimini azaltmak hem de mevsim geçiĢi problemini çözmek için otel odalarının bir kısmını hava soğutmalı VRF sistemi ile projelendirerek, bu problemi çözebiliriz. Böylelikle yaz ayları boyunca yarı kapasitede çalıĢan söz konusu otele gelen müĢteriler, bu VRF bulunan odalara yönlendirilebilir. Mevsim geçiĢlerinde yaĢanan bu problemde ortadan kalkar.

____________________ 2869 _______



5. UYGULANAN SĠSTEM Otelimizin; 30 adet yatak odasında ve müĢteri memnuniyetine bağlı olarak farklı sıcaklıklar istenen SPA bölgesinde hava soğutmalı VRF sistemi kullanılmıĢtır. Diğer 90 oda ve genel mekanların bir kısmı da Fan-coil ile klimatize edilmiĢtir. Hava soğutmalı VRF kullanılmak suretiyle hem mevsim geçiĢlerindeki problem çözülmüĢ hem de kıĢ aylarında termal ısı gereksinimi düĢürülmüĢtür. 5.1. Uygulanan VRF sistemi Tesiste bulunan 30 adet oda ve Spa bölümü için; hava soğutmalı VRF sistemi, bir kısmı Isı geri kazanımlı, diğer kısmı da ısı pompası Ģeklinde uygulanmıĢtır. 7 Adet toplam 276 kW’lık dıĢ ünite (Tablo 1.) ve toplam 315,4 kW soğutma kapasitesine sahip 49 adet iç üniteden (Tablo 2.) oluĢmaktadır. Ayrıca kurulan VRF sisteminin bir kısmının ısı geri kazanımlı olmasından faydalanıp, binanın soğutulması esnasında açığa çıkan atık ısıdan yararlanarak sıcak su üretecek iç üniteler sisteme eklenmiĢtir. 5 Adet 12,5 kW kapasitede ısı geri kazanım ünitesi ile saatte 62,5 kW enerji sıcak su üretmek için aktarılmaktadır. (ġekil 13.) Tablo 1. DıĢ ünite dağılım tablosu

DIġ ÜNĠTELER KAPASİTE ADET TOPLAM KAPASİTE

HEAT RECOVERY 28 kW 1 28 kW

40 kW 2 80 kW

45 kW 2 90 kW

HEAT PUMP 28 kW 1 28 kW

50 kW 1 50 kW

TOPLAM 7 276 kW

Tablo 2. Ġç ünite dağılım tablosu

TOPLAM ADET TOPLAM KAPASİTE

KLİMA İÇ ÜNİTE 49 252,9 kW

SICAK SU ÜRETECİ 5 62,5 kW

TOPLAM 54 315,4 kW

____________________ 2870 _______



ġekil 13. Kurulan VRF sıcak su üretim Ģeması [4]

5.2. Uygulanan Klasik Isıtma Soğutma Sistemi Taze hava klima santralleri, tam karıĢımlı klima santralleri ve Fan-Coil leri beslemek için üç adet 250 kW’lık hava soğutmalı soğutma grubu kullanılmıĢtır. Fan-coil ler; 536 kW soğutma 405 kW ısıtma kapasitesine, Klima santralleri 485 kW soğutma 250 kW ısıtma kapasitesine sahiptir. 5.3. Termal Sıcak Sudan Kapalı devreye Aktarılan Isı Dizayn aĢamasında 50-64

0C olarak bildirilen termal su sıcaklığı için 550 kW kapasitede bir eĢanjör

kullanılmıĢtır. Otel açıldıktan sonra termal suyun beklenenden daha yoğun olması nedeniyle eĢanjörün çabuk kirlendiği ve termal su sıcaklığı 52

0C yi geçmediği için sisteme 500 kW eĢanjör

paralel olarak ilave edilmiĢtir. Bu sayede kirlenme süresi uzatılmıĢ ve eĢanjörlerin kapalı devre tarafı olan ikinci devredeki su sıcaklığı 42

0C den 48

0C ye kadar yükseltilmiĢtir. Bu ilave iĢlem sonucunda

termal suyun ısısı tesisin ısıtması için yeterli olmuĢtur. DıĢ hava sıcaklığının tasarım değerinin altına düĢmediği ve termal su kaynağında bir azalma olmadığı sürece doğalgaz kazanlarının çalıĢmasına gerek kalmayacaktır. 5.4. Atık Sulardan Isı Pompası Sistemi Termal su debisi ve suyun sürekliliği bilinmediği için sisteme atık sulardan ısı pompalamak üzere iki adet 70 kW’lık sudan-suya ısı pompası ilave edilmiĢtir. Bu ısı pompasının temel amacı özellikle mevsim geçiĢlerinde (Termal suyun kesik olması durumunda) güneĢ enerjisi sistemine takviyedir. Projelendirme aĢamasında dikkate alınan bu sistem için yer bırakılmıĢ ancak cihazlar alınmamıĢtır. ġu anda termal suda bir problem yoktur, problem olması durumunda devreye sokulabilir. Bu amaçla izole edilmiĢ bir adet atık su deposu ve kolektörlerde gerekli bağlantı noktaları mevcuttur.

____________________ 2871 _______



ġekil 14. Sudan suya ısı pompası Ģematik gösterimi [4] 5.5. GüneĢ Enerjisi Sistemi Otelimizde toplamda 144 m2’lik 85 Adet güneĢ kolektörü ile sıcak kullanım suyu hazırlanmaktadır. GüneĢ enerjisi depolama tankları 8.000 m3 su depolayacak kapasitededir. Termal su kullanımı sıcak kullanım suyu tüketimini oldukça azaltmaktadır. GüneĢ enerjisi sisteminde ısıtılan su daha sonra VRF ısı geri kazanım sisteminden takviye alarak binaya dağılmaktadır. KıĢ aylarında bu iki sistemde yetersiz kaldığı takdirde termal sıcak sudan takviye almaktadır.

ġekil 15. Kurulan güneĢ Enerjisi sistemi [4]

____________________ 2872 _______



5.6. Kaskad Kazan Sistemi KıĢ aylarında termal su debisinin yetersizliği veya suyun tamamen kesilmesi durumunda devreye girip tüm otelin ihtiyacını karĢılayacak Ģekilde kaskad doğalgaz kazanları konulmuĢtur. Bu cihazların her biri 125 kW kapasitede toplam 5 adetdir.

ġekil 16. Kurulan kaskad kazan sistemi [4]

6. DEĞERLENDĠRME Tesisimizin soğutma sisteminin kuruluĢ maliyeti, iki tip sistem (VRF ve Fan-coil) kullanılmasına rağmen, sadece klasik sistem kurulmasına kıyasla yüksek farklılıklar göstermemiĢtir. Belki iĢletme zorluklarından bahsedilebilir. Hava soğutmalı VRF sistemi kendi içinde (kompakt) her Ģeyiyle bağımsızdır, iĢletmeye kullanım esnasında herhangi bir zorluk getirmemiĢtir. Elbette bu tür enerji tasarrufuna yönelik termal tesislerde teknik müdürün eğitimli olması sistem seçimi kadar önemlidir. Sistemin doğru kullanılması, tesisin enerji maliyetlerini minimum seviyelerde tutacaktır. Sisteme klasik bir sistemden farklı olarak Ġlave edilen veya kapasitesi artan/azalan cihazlar: 1-Termal ısıdan ısı aktarmak için 2 adet 500 kW’lık plakalı eĢanjör ve bir asıl bir yedek iki adet pompa ilave edilmiĢtir. 2-VRF sisteminden ısı aktarmak için yine bir asıl bir yedek iki adet pompa ilave edilmiĢtir. 3-Isı pompaları alınmamıĢ hiçbir yatırım yapılmamıĢtır. 4-Normalde 900 kW toplam kazan gereksinimi var iken, kullanım faktörleri ile birlikte, termal sudan ve diğer enerji kaynaklarından kazanacağımız enerjiler düĢünülerek 625 kW lık kaskat kazan kullanılmıĢtır. 5-Hava soğutmalı VRF kullanıldığı için Isı kaynağında ilave değil azalma söz konusudur. Yukardaki verilerden de anlaĢılacağı gibi sisteme fazla bir maliyet bindirilmemiĢtir. Buna karĢın görülen net kazançlar: 6.1. Sıcak kullanım suyu hazırlamak için harcanan toplam enerji ve kazanç Burada detaylı olarak ısı kazancı hesapları yapılmayacaktır ancak basit bir hesapla bile kazancın ne denli büyük olduğu görülebilir.

____________________ 2873 _______



6.1.1. Yaz ayları için hazırlanan sıcak kullanım suyu miktarı Tesisin dolu olması durumunda gerekli sıcak su miktarı;

Günlük GSıcak su= 16.000 litre/gün ve 480.000 Litre/ay Yaz ayları sıcak su tüketimi yaklaĢık olarak, Nisan ve ekim %70, mayıs ve eylül %60, Haziran, Temmuz ve Ağustos % 50 doluluk kabul edersek; 480.000 x 0,7 x 2 +480.000 x 0,6 x 2 +480.000 x 0,5 x 3 x 480.000 =1.968.000 litre /7ay 6.1.2. KıĢ ayları için hazırlanan sıcak kullanım suyu miktarı

KıĢ ayları için doluluğu % 90 kabul edersek sıcak su tüketimi;

GSıcak su günlük= 16.000 x 0,90 =14.400 litre/gün

GSıcak su kıĢ ayları=14.400(litre/gün) x 30(gün) x 5(ay) = 2.160.000 litre/5ay Yaz ve kıĢ ayları için sıcak kullanım suyu miktarları bulunduğuna göre; GToplam Yıl =1.986.000 + 2.160. 000 = 4.146.000 litre/yıl

Bu suyu 10

0C den 55

0C ye ısıtmak için gerekli enerji:

Q=4.146 (m

3/yıl) x 1000 kg/m

3 x 1 kcal/kg

0C x (55-10) (

0C) =186.576.000 kcal/yıl

Doğal gaz karĢılığı yıımmkcal

yııkcalG /3615.22

3/250.8

/000.576.186

Bölgede doğal gaz fiyatı yaklaĢık: 1,036 TL/m3 olduğuna göre (kdv dahil olarak).

Bahsi geçen yakıtın parasal değeri 23.429 TL dir.

ġu an için tesisimizde dağıtım Ģirketinden temin edilen doğalgaz kullanılmamaktadır. Doğalgaz sıvılaĢtırılmıĢ (LNG) Ģekilde depolanmaktadır. Bu durumdaki farkı incelersek;

1.000 lt sıvı doğalgaz (LNG) yaklaĢık olarak 600 m

3 doğalgaza eĢdeğerdir.

Tesisin 1 lt LNG yi 2,006 TL (kdv dahil olarak) ye satın aldığı bilindiğine göre;

Yeni durumda ki 1 m3 doğalgazın fiyatı 3/34,3

36,0

006,2mTL

m

TL

LNG kullanılması durumda ki parasal değeri 75.534 TL dir. Bu rakamlar bize sadece kullanım sıcak suyu hazırlamak için harcanan enerjinin parasal değerini göstermektedir. 6.2. Termal sudan kıĢ ayları için kazanç KıĢ aylarında tesisin tüm ısıtması için; EĢanjörden günde ortalama 500 kW enerji 15 saat süreyle çekilmektedir. Bu durumda günlük termal sudan çekilen ısı:

Q=500 kW x 15 h (saat) = 7.500 kWh/gün

KıĢ aylarında 5 ay tam zamanlı çalıĢtığı biliniyor ise;

____________________ 2874 _______



QToplam=7.500 (kWh/gün) x 30 (gün) x 5 (ay)=1.125.000 kWh/5ay QToplam=967.500.000 kcal/5ay Doğal gaz yakıtının alt ısıl değeri 8.250 kcal/m

3, bu durumda doğal gaz karĢılığı

Doğal gaz karĢılığı kıısaylarımmkcal

aykcalG /3272.117

3/250.8

5/000.500.967

Bahsi geçen yakıtın parasal değeri 121.493 TL dir. LNG kullanıldığı durumda yakıtın parasal değeri 391.688 TL olacaktır. Doğal gaz kazanlarındaki yanma verimi de dikkate alındığında kazancın bu rakamlardan çok fazla olduğu görülür. SONUÇ ĠĢletmeye alınmıĢ bir tesisin sistem seçim aĢamaları ve seçilen sistemlerden sağlanan faydalar incelenmiĢtir. Herhangi bir yapıda sistem seçiminin ne kadar önemli olduğu görülmektedir. Sistem seçimi çok büyük bir tecrübenin yanında detaylı çalıĢma gerektirmektedir. YanlıĢ seçilen bir sistem için yatırım aĢamasında harcanacak para bir kayıptır, ancak iĢletmedeki kayıplar yıllar boyu devam edecektir. Özellikle termal ve alternatif ısı kaynağına sahip tesislerin sistem seçimi ve projelendirilmesi o tesisin iĢletme maliyetleri için hayati önem taĢımaktadır. KAYNAKLAR [1] Doğa Termal Otel internet sitesi www.dogatermal.com. 2014 [2] http://wikiataturkilkogretim.wikispaces.com/ENERJ%C4%B0+KAYNAKLARI,2014 [3] http://www.haberler.com/17-jeotermal-saha-ihaleye-cikiyor-4792629-haberi [4] Vemeks Mühendislik A.ġ. proje çizimleri, 2012. [5] YILDIZ, O., “Sistem karĢılaĢtırmaları sunumu’’ Klima plus A.ġ. Ģirket içi eğitim notları, 2013. [6] Daikin VRV seçim kataloğu, 2014 [7] DOĞAN, V., “Tesisat Ders Notları”, Akdeniz Üniversitesi, 2007. ÖZGEÇMĠġ Veli DOĞAN 1980 yılında Ege Üniversitesi Makina Fakültesini Makina Mühendisi olarak bitirmiĢtir. 1982 yılında ĠTÜ Makina Fakültesinde Enerji dalında yüksek lisans eğitimini tamamlamıĢtır. 1986 yılına kadar yurt içi ve yurt dıĢında özel sektörde çalıĢmıĢtır. 1986 yılında Vemeks Mühendislik Ltd. ġti’ni kurmuĢtur. Isı pompaları ve ısı geri kazanım sistemleri üzerinde çalıĢmalarını yoğunlaĢtırmıĢtır. Muhtelif sempozyumlarda bu konularla ilgili bildiriler sunmuĢ ve makaleler yayınlamıĢtır. Doktora çalıĢmasını 9 Temmuz 2001 yılında tamamlamıĢtır. Türkiye’deki ilk kez deniz suyundan-suya ısı pompası sistemini kurmuĢ ve 1.000 kW’ın üzerinde sistemler kurulmasına öncülük etmiĢtir. Türkiye’nin bu konuda ki en yüksek kapasiteli sistemini (1.800 kW Sun-Gate Port Royal Otel) 2005 yılında Antalya’da devreye

http://www.dogatermal.com/

http://wikiataturkilkogretim.wikispaces.com/ENERJ%C4%B0+KAYNAKLARI,2014

____________________ 2875 _______



almıĢtır. Sulu VRF uygulamalarına öncülük ederek, yine toprak kaynaklı VRF uygulamasını ülkemizde ilk kez kuyu suyundan ısı pompası-VRF uygulaması olarak (2.000 kW She Mall AVM) 2007 yılında Antalya/Lara’da devreye almıĢtır. Akdeniz Üniversitesi Makine Fakültesinde kurulduğu günden beri ısı alanında muhtelif dersler vermektedir. Üniversite ve sanayi arasındaki iliĢkiyi kuvvetlendirmek için sanayide ve üniversitede çalıĢmalarını sürdürmektedir. Veli Doğan, Yurt içinde ve Yurt dıĢında HVAC konusunda proje ve taahhüt yapan Vemeks Mühendislik Ltd. ġti’nin dizayn mühendisi ve yöneticisi olarak çalıĢmalarına devam etmektedir. Veli Doğan ve ekibi Mega yapıların mekanik tesisat iĢlerinin projelendirilmesinde uzmanlaĢmıĢtır. En son Kazakistan’ın baĢkenti Astana’da bulunan Han Çadırı’na ait mekanik tesisat uygulama projelerini baĢarı ile tamamlamıĢlardır. Bahsi geçen bina sorunsuz olarak iĢletmeye alınmıĢtır. Cemre DOĞAN ĠLHAN 1980 Ankara doğumludur. 2003 yılında Doğu Akdeniz Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünü bitirmiĢtir. 2003-2006 yılları arasında Özel bir Ģirkette Isıtma soğutma ve havalandırma üzerine sorumlu mühendis olarak çalıĢmıĢ; 2006 yılında tesisat mühendisliği üzerine Kendi Ģirketini faaliyete geçirmiĢ bulunmaktadır. 2007 yılında Süleyman Demirel üniversitesinden Yüksek lisans unvanını almıĢtır. Evli Ġki çocuk annesidir. .

denĠzlĠ bÖlgesĠnde bulunan Çok sĠstemlĠ...

Documents